关键词:隧道施工;安全问题;对策;预警
1隧道施工的特点
隧道施工在工程中比较常见,隧道施工的现场,它具有以下几个主要的特点:第一,工程的隐蔽性比较强,未知因素比较多,虽然在施工之前进行了地质探测,但由于地质探测并不是全线探测,因此,在施工过程中会发生很多意想不到的情况,甚至在某些地方会出现和地质探测完全相反的情况。第二,隧道施工时用到的施工设备很多,这些设备体积比较庞大,因此占地面积也比较大,再加上施工人员比较多造成了施工环境比较拥挤,这就需要在施工的时候人员和设备要紧密的结合起来,并且严格按照标准的施工顺序进行施工。另外,由于受隧道空间大小的影响,很多大型的设备进入隧道内部施工也有一定的难度,这些在施工的过程中都要妥善的处理。第三,由于隧道施工的复杂性比较高,工程的综合性也比较强,这就需要合理安排,在同一环境条件下根据需要同时开展多个工种的施工作业,如掘进、照明、通风换气、排水、出渣等等。另外,在施工空间内存在着氧气不足、噪声大、粉尘重、烟雾及有害气体多等等问题这些问题给施工人员的身心和心里健康带来了很大的危害。第四,由于隧道的地质条件比较复杂,因此在施工的过程中经常有发生事故的危险,例如坍塌、涌水、瓦斯爆炸等等,这些问题严重危及了施工人员的安全。
2隧道施工主要的安全问题
2.1塌方
塌方是建筑物、山体、路面、矿井在自然力非人为的情况下,出现塌陷下坠的自然现象。在隧道施工中塌方主要是指在施工的过程中由于地压的变化,导致岩石和泥土变的疏松而产生的大规模坍塌的现象。它比一般地面工程上发生的事故复杂的多,危险性也较高。
2.2涌水
涌水在隧道施工中是指含水层的地下水在水头压力和其它压力的综合作用下,克服各种阻力的影响,以突然的方式大量进入隧道的现象,涌水有时候还会伴随着突泥,如果处理不好就会造成设备掩埋、坑道阻塞等问题甚至会危及施工人员的安全。
其次,高速公路隧道施工有着其特殊性,山体开挖过程中露出的地质会因为空气状况和环境因素等立即改变状态,如果不重视这种情况而盲目施工,既无法保证工程施工的质量,也无法保证工程按期完工,从而给施工单位带来难以估量的经济损失。勘察的过程中,对施工区域地质进行实时监控和检测,以便及时发现问题,采取合理预防措施。
2.3瓦斯爆炸
瓦斯是一种复杂的混合气体成分的适的总成,在隧道施工中,瓦斯主要的成分是甲烷、二氧化碳、氮气、以及少量的氢气、二氧化硫、硫化氢等等。当瓦斯的浓度达到5%-16%并与火源接触,氧气含量达到12%以上时就会发生爆炸造成严重的危害。
3隧道施工安全管理问题分析
3.1施工单位需要对工程施控点进行严格监管,不仅要制定详细监管计划,算出的施工成本,树立施工单位的品牌形象,建立良好信誉。而且还需要采用科技手段,提高关键环节的监管质量。例如,施工单位可以采用先进的监控测量技术,准确测量隧道围岩施工所需,并将测量数据通过信息传输给质量监管人员,让其对工程施工过程进行全方位监控。
3.2对安全生产规律缺乏认识在隧道施工的过程中存在着对施工安全性规律识不足的问题,这样在施工过程中就不能对各种潜在的安全隐患和安全问题提取措施进行处理,而且在出了安全问题的时候还会出现不能对事故进行有效的处理和应对得情况。在施工过程中由于工期一般都比较紧张,因此在施工过程的进度,在未充分考虑安全问题的前提下大量的采用新技术和新设备,再加上些项目主管也只顾工程进度而对安全问题不够重视,这样在施工过程中很容易出现一些安全问题,使生命和财产遭受损失。
3.3没有有效的落实安全监管责任
在以往发生的隧道事故中很多都是由于安全监管责任不到位造成的。安全监管
的不到位往往是工程的安全管理监督机制不到位,企业往往在施工过程中对安全的生产认识不到位,这就导致安全监督员的职责权限比较小,待遇也偏低,当出现事故隐患或者苗头的时候,安全监督员往往无法立即采取有效的措施来处理,这样在关键的时候很容易出现一些安全事故。
4注重高速公路隧道施工安全管理,做到管理和预防相结合.
4.1安全管理是高速公路隧道施工管理的重点,不仅直接关系到施工单位的信誉和形象,系到施工人员的生命和财产安全。因此,高速公路隧道施工管理需要将安全管理放在首位。
4.2施工单位需要加强对施工人员的安全教育,提{施工人员的安全意识,使施工人员施工的质量按照施工要求规范操作。在高速公路隧道施,施工单位需要制订严格的安全管理制度,落实各个环节的安全防护措施,组织施工据,其对工程质量的重要性不言而喻。施工单位人员接受安全知识和技能培训,强制各项安全规范和监督管理措施贯彻实施,形成良好的安全施工氛围,另一方面,施工单位需要遵循科学合理的施工的要求。因此,施工单位需要依据施工环境、地质状况和施工要求等,避免出现安全问题。同时,施工单位需要应用先进的地质勘测技术和预报技术,在隧道施工前对地质情况进行严格的勘测和准确预报。如果在勘测的过程中发现地质存在问题,施工单位需要及时向上级单位进行反馈,以便采取合理的补救措施,保障施工安全,实现高速公路隧道安全管理和预防的相互结合。
5结语
安全问题作为隧道施工工程中的重要问题必须引起我们足够的重视,我们要着重采取一些制度性的措施,将事故扼杀在萌芽状态,以保证安全施工。同时,我们还应该做好事故的处置工作,在事故发生之后在第一时间采取及时有效的处置措施,将事故给我们带来的损失降到最低。安全问题在隧道施工时必须引起我们足够的注意和重视。总之,施工单位只有切实做好这些工作,才能真正提高高速公路隧道从而在确保隧道工程施工质量和安全的基础上,这样最终提高施工单位的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]黄蛟高速公路隧道施工管理的有效措施[J].黑龙江交通_,2014(2):114.
1.事故产生的主要原因
造成事故的原因是多方面。俗话说:隧道施工怕软不怕硬,怕湿不怕干。隧道地质条件复杂,施工作业面狭窄,工序之间干扰大,作业环境差,不安全因素多,加上防护措施不落实,很容易发生各类事故。但是,造成隧道施工事故多发的根本原因不只是客观条件,我认为主观因素者居多。
(1)领导管理不善
少数施工企业管理者,满足于传统的经验管理模式,缺乏现代化的科学管理方法,对隧道施工的新情况、新问题没有作认真分析研究,不作事故预想;不能正确处理安全与进度、安全与管理、安全与效益的辩证关系,重进度,以包代管,追求收入,忽视安全;更有的企业把隧道工程分包给民工队伍施工,缺乏监督检查,工期没有保证,安全更没有。
(2)施工秩序不良
有的企业不能坚持科学施工,隧道施工支护不及时,衬砌远远落后于掘进,特别是喷锚支护不符合要求,愉工减料严重,甚至无支护盲目掘进;有的机械设备不配套,故障不能及时排除带病作业;“三管两路”无序,材料、机具堆放不齐;通风排烟不畅;施工资金到位不正常等因素,都潜伏着大量事故隐患。
(3)职工违章违纪
不认真学习安全技术知识和操作规程,有章不循,有禁不止,明知故犯,满不在乎,逞能冒险,无知蛮干,劳动纪律松弛,酿成伤亡事故。
(4)基础工作薄弱
基层管理人员缺乏,技术干部不足,班组长能力不强,工人技术水平不高。随着科技进步,在隧道施工中不断采用新方法、新技术、新机械,但企业对职工队伍的安全教育和技术培训没有跟上去,很难保障各项技术规程和安全措施在工点上落实。
2.控制事故的主要对策和途径
为了确保隧道施工人身安全,企业必须从强化员工管理,工程管理和安全管理入手,采取综合治理措施,由单纯的经验管理向现代科学管理转变,由被动处理事故向主动预防事故转变,真正把隧道施工搞上去,把各类事故降下来,以达到安全、优质、高效之目的。其主要对策和途径有以下几方面:
(1)正确选择隧道施工方法
在选择隧道施工方法时,应注意以下问题:一是应根据围岩级别和岩性、隧道断面的大小、设备、工期及技术水平等因素综合考虑确定;二是优先采用能够使支护尽快封闭成环的全断面法、下台阶法、CD法、CRD法、中洞法进行开挖,以减少工序干扰,便于机械施工,改善作业环境,保证施工安全;三是对地质条件变化大的隧道,选择施工方法应考虑到适应性,尽量避免变更施工方法,打乱施工秩序,影响安全和进度;四是采用新技术、新设备、新工艺、应有保证安全质量的有效措施。同时,施工单位要根据设计要求及施工方案,运用网络计划技术,认真编制实施性施工组织设计。在实施中,要经常分析施工形势和执行施工组织设计的情况,结合现场实际,落实安全技术措施,在保证安全和质量的前提下,按期完成任务。
(2)搞好不良地质隧道施工安全
对隧道施工安全来说,不良地质的主要问题是岩石破碎,极易坍塌,甚至伴有大量涌水、流石、流泥,因而给施工安全造成威胁。不良地质隧道施工,应首先核对设计文件,详细调查工程地质及水文地质情况,做好相应的准备,采取与之相适应的施工控制。施工中,应按照先治水、短开挖、弱爆破、先护顶、强支护、早衬砌的原则,稳步前进。应加强检查与量测,经常观察地质、地貌和地下水的变化情况,检查支护、衬砌的受力状态,防止突然发生事故。在制定处理方案的同时,必须制定相应的安全技术措施,向施工检查员进行交底,据以贯彻实施。长沙引水23标萑家冲隧道,被工程专家确定为典型的区域性不良地层,是长沙引水工程咽喉工程。然而,我们施工单位广大职工,依靠科技进步,科学组织施工,坚持标准化作业,根据地质差、断层多大、地下水丰富等特点,召开施工技术研讨会,研究施工方案和技术攻关措施,采取先管棚后注浆的方法,坚持“短开挖、不爆破、快喷锚、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则,稳扎稳打,保证了隧道安全贯通。
(3)坚持标准化作业
认真开展安全标准工地建设,积极推进作业标准化、规范化,建立良好的隧道施工环境和秩序,是实现安全生产的重要保证。企业要组织工程技术人员学习施工技术规范,掌握设计标准,正确指导施工;严格要求每个作业人员遵守操作规程,进行正规化施工,为安全生产创造有利条件。在隧道开挖中,必须严格实行光面爆破,实施正确的喷锚支护,搞好围岩量测,加快后部衬砌的跟进。塑料导爆管引爆既安全又经济,目前是用于隧道爆破作业比较理想的器材,应普及推广使用。同时,要搞好隧道施工通风防尘,采取喷雾洒水、机械通风和个人防护的综合措施,使洞内空气含尘浓度降低到国家标准以下。特别要搞好含瓦斯隧道施工安全防护,来防瓦斯爆炸事故发生。
(4)提高员工队伍素质
1我国隧道施工管理中应用信息化技术存在的问题
1.1施工企业意识存在误区
隧道施工行业具有极高的劳动强度,为劳动密集型行业,且作业人员水平通常参差不齐,几乎没有接受安全教育培训的机会,因此对有效将信息化技术应用在施工过程中,全面增加个人安全作业的意识存在误区,再加上管理工作人员的个人创新意识过低,形成采取陈旧安全管理方法的习惯,进而导致隧道施工时无法接受新颖的技术及管理方式,从另外一个方面来说,也就是指信息化技术在隧道施工管理中应用的推广存在极大的难度[2]。
1.2信息化技术资金投入有限
随着经济全球化形势的到来,隧道施工企业面临的竞争也越来越严重,特别是最近几年我国不少地区的隧道施工项目均纷纷应用最低价中标的方式,从而致使各隧道施工企业间出现严重的恶性竞争现象,企业所获得的利润越来越少,甚至还出现少数企业为了获得工程,投标报价与成本接近或者低于成本,受上述各种现象的影响,隧道施工企业及工程项目均没有足够的资金投入到信息化技术管理必不可少的软件及硬件中,从而导致信息化技术在我国隧道施工应用中严重缺乏资金投入。
1.3管理部门对信息化技术应用的积极性很低
首先是受当前我国在隧道施工行业方面关于信息化技术应用并没有构建规范且完善的标准,从而导致工程项目在具体施工过程中出现多次投入大、成本耗费高的现象,企业管理部门为了获取更多的经济利益,及时完成目标,很少愿意将资金投入在信息化技术方面。其次是信息化技术在工程施工现场安全生产管理中应用时,从另外一个角度来说,会使工程的施工现场受到更加严厉的监管,因此少数隧道工程因为现场安全管理存在问题,不肯被监管部门发现而罚款。
2信息化技术在我国隧道施工管理中的应用
2.1语言双对讲系统
语言双对讲系统从内容上来说主要指的是信息化监控技术下,隧道施工安全管理经常使用的工具,可以有效对隧道安全管理人员实时与现场取得联系。语言双对讲系统主要由无线或者有线通信手段所提供的帮助,与监控中心取得联系,从而确保通话得以维持通畅[3]。隧道施工安全监控管理人员能够在语言双对讲系统所提供的帮助下进行远程或者通知隧道施工流程安全,一旦出现紧急情况,便能够迅速指导施工人员开展快速的疏散,并且对施工人员的疏散秩序进行保障,因此可以知道,语言双对讲系统在隧道施工管理中占据极大的比例,为隧道监控隧道施工安全管理手段当中比较重要的一个。
2.2隧道施工人员定位系统
隧道施工人员定位系统主要是充分发出互联网技术的功能,对施工人员的详细位置进行有效的监测及监控,从而保证施工人员的人身安全。隧道施工人员定位系统可以有效对隧道每个区域的施工人员情况进行实时及精准的分析,并且将监测结果如实反馈到监控中心。通过隧道施工人员定位系统,隧道施工安全管理工作接可以随时掌握施工人员的分布与走动情况,为应用远程技术有效管理及指示施工人员提供便捷。此外,隧道施工人员定位系统还可以形成考勤的功能,可以有效直观地将施工人员的到岗情况如实反映出来。当隧道施工出现安全问题后,监控中心通过隧道施工人员定位系统反馈的施工人员分布情况,及时采取措施对施工人员展开救援,同时对相关人员制定应对措施进行指导,使救援有效率呈现不断上升的趋势。但是需要注意,隧道施工人员定位系统应用在隧道施工管理中的要求并不低,需要使用定位软件、无线传输网络、读卡器及感应芯片等,可隧道施工安全是施工人员定位的重要内容。
2.3有害气体监控系统
因为隧道施工环境的特殊性,周边的地质结构不断被损坏,因此在隧道施工过程中,极其容易形成对施工人员身体有害的气体,加之机械设备运作过程中,也会排放大量有害气体,若这些气体积攒的相对的浓度,致使施工人员中毒、窒息及导致爆炸的可能性非常大。因此隧道工程的施工空间存在封闭的特点,有害气体非常容易聚集,为了保证施工现场安全,对隧道施工现场的有害气体进行监测非常重要[4]。而信息化技术当中包含了隧道有害气体探测器,可实时对空气信息进行采集,同时还能够按照隧道施工现场的具体情况详细分析现场有害气体的含量及浓度,且将结果如实反馈到数控中心,设置警报系统,监控中心便能够按照所监测数据,马上应用相关的应对对策,对施工人员的撤离及疏散进行指导。
2.4超前钻、TSP等超前地质预报的应用
隧道施工过程中增加超前地质预报、超前钻、TSP等超前预报的应用,利用超前钻、TSP等超前地质预报手段,可以在隧道施工前有效掌握岩土体结构、性质、状态,以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息,进一步对隧道施工进行有效指导,避免施工过程中重大事故的发生,保证施工安全。隧道施工过程中使用超前钻,要按照设计蓝图的测量控制点,布设并测量施工测量控制网,依据施工测量控制网进行施工放样。放样结果及时上报监理部门核查,待监理部门同意后方可进行下一步施工。TSP隧道地震波预报勘探能够通过地震波的反射勘探到隧道前方的不良地质,通过勘探结果采取不同的施工方案,其专门为长距离隧道施工地质超前探测预报而设计,能够有效保障隧道施工的安全性。超前地质预报是隧道施工安全的保证,能够有效减少施工过程中事故的发生。隧道施工工人和管理者一定要做好隧道施工和安全两者的关系,遇到不良地质时,一定要采取有效措施,以保护施工人员生命安全为出发点,进行隧道施工。
3结束语
关键词:地铁隧道;病害;空鼓;渗漏水;坍塌;处理
中图分类号:U45文献标识码:A
前言
地下地质情况复杂,隧道施工质量问题难以避免,投入运营使用后出现隧道结构不密实,变形缝漏水等情况。拱顶不密实包括结构空鼓,积水等,对隧道整体稳定性造成危害;渗漏到隧道内的水质腐蚀性较强,对地铁隧道内设备造成损坏严重,每年因渗漏水导致的设备损坏或需更换的设备价值保守估计数百万。因病害引起的设备更换维护费用主要是:更换腐蚀的钢轨以及扣件,消防管道和区间通道门体,还有接触网和接触轨以及汇流排等设备。
以广州地铁为例,广州地质条件复杂且处于珠江三角洲的河流密布区边缘,地铁隧道下穿江河时有发生,在施工线路经过的地质情况不一,如穿越溶洞、花岗岩、流沙层、暗河,穿越珠江等情况。虽然近年来积累了大量的施工经验,但隧道建成后难免出现隧道结构病害问题。
一、工程概况
目前广州地铁二号线旧线部分暗挖隧道出现顶拱砼不密实,变形缝漏水等病害情况,经结合现场实际病害问题研究分析,总结病害情况如下:
1、越秀公园站—纪念堂站隧道衬砌病害沿隧道纵向集中在K48+084~K48+086范围内,沿隧道环向主要集中在拱顶左右侧(沿隧道里程增大方向)2m范围内,其中拱顶左侧1.5m处的病害情况相对严重。病害主要表现为衬砌混凝土不密实(衬砌表面至0.3m范围),衬砌背后空洞、积水等病害(衬砌背后至深度2m范围)。
2、公园前站联络线隧道衬砌病害沿隧道纵向集中在K1875~K1878范围内,沿隧道环向主要集中在拱顶左右侧(沿隧道里程增大方向)1.0m范围内,病害主要表现衬砌混凝土不密实(衬砌表面至深度0.4m范围)。
3、公园前站—海珠广场站隧道衬砌病害沿隧道纵向集中在K13+641~K13+647(泄水槽与衬砌表面渗水处之间)范围内,沿隧道环向主要集中在拱顶左右侧(沿隧道里程增大方向)1.5m范围内。病害主要表现为衬砌混凝土不密实(衬砌表面至0.3m范围内)、围岩不密实、积水等(衬砌背后至1.5m深度处)。
病害隧道区间面积统计(雷达探测数据)
隧道区间面积(长×宽m2)
方位里程
越秀公园站——纪念堂站K48+084~K48+0862×4=8
公园前站联络线K1875~K18783×2=6
公园前站——海珠广场站K13+641~K13+6476×3=18
4、鹭江站隧道变形缝位共30m长,出现大漏水情况。
鉴于以上情况,为保证运营正常运行,需对病害位进行相应整治施工。
二、施工材料
42.5R水泥、硅砂、EAA环氧系列材料、砂、不锈钢膨胀螺栓、遇水膨胀止水条、单组份聚氨酯嵌缝膏(西卡胶)、不锈钢接水槽、防水橡胶垫(三元乙丙橡胶垫)、EAA环氧、早强水泥、铝管等
三、施工方法
1、广州地铁二号线越秀公园—纪念堂、公园前联络线、公园前—海珠广场隧道顶拱病害处理
1-1、先用彩条布等对接触网做好保护措施,施工人员做好安全措施。
1-2、清理砼面,要求清理面积沿病害面边界线向外扩展35cm,确保处理范围足够,清理砼面要求无浮尘及松散颗粒。
1-3、在清理砼面均匀涂刷一层EAA环氧界面剂(性能见表2),并轻贴上一层厚无纺布,要求压贴密实无鼓泡。
1-4、对病害区间进行水泥注浆。在病害区间内钻孔,孔深40cm,孔径32mm,孔距30cm,排距60cm(具体布孔见图1、2)。布孔后清孔、埋管、闸阀安装,进行水泥灌浆,灌浆压力为0.05~0.1mpa,灌浆前打开所有闸阀,如有管口漏浆,则应及时关闭防止串冒浆液。水泥性能见附表1。
1-5、对病害区间进行EAA化学注浆。在病害区间内钻孔,孔深40cm,孔径15mm,孔距30cm,排距60cm(具体布孔见图1、2)。清孔、埋管,进行EAA环氧注浆,灌浆压力0.3~0.5mpa。浆液性能要求见附表3。
1-6、拆管进行饰面修复。
表1、稳定性水泥浆液的物理及力学性能表水:水泥=0.6:1
表3:TDS-EAA102补强材料材料物理、力学性能
2、鹭江站地铁隧道变形缝处理
1-1、凿除批荡层,拆除不锈钢接水槽。
1-2、清缝,勾除缝内残留物,要求缝内两侧面干净无浮尘。
1-3、沿缝两侧交错布孔,孔径12mm,孔深20cm,孔距30cm。
1-4、清孔,埋管,并用早强水泥进行封管。
1-5、注水泥+EAA环氧浆材(先水泥后EAA环氧浆材),压力0.3Mpa~0.5Mpa,要求重复注浆至充填饱满。
1-6、待凝,拆管。
1-7、修整变形缝两外侧面至平整。
1-8、在变形缝内两侧面涂刷EAA环氧界面剂,压入止水条并嵌入单组份聚氨酯嵌缝膏(西卡胶)封缝。
1-9、在变形缝两外侧面涂刷EAA环氧界面剂,压防水橡胶垫(三元乙丙橡胶垫)。
1-10、压贴2层1.2mm三元乙丙橡胶形成凹槽,压贴时向排水方向按2‰找坡。
1-11、安装不锈钢槽,在三元乙丙橡胶两侧背面压防水橡胶垫(三元乙丙橡胶垫),压上铁压条并钻孔打入不锈钢膨胀螺栓,安装稳固。铁压条钻孔孔距25cm,膨胀螺丝φ0.8cm,铁压条厚3.0mm,宽5.0cm。
1-12、在防水橡胶垫与混凝土接触面和防水橡胶垫与不锈钢槽接触面压入西卡胶密封缝位。
1-13、饰面修复。
图1:变形缝施工示意图
注:1、不锈钢接水槽;
2、三元乙丙橡胶垫宽5cm,单边两层,共4层;
3、宽5.0cm,厚3.0mm铁压条;
4、Φ8-10mm不锈钢膨胀螺栓;
5、铁压条外单组份聚氨脂封闭胶和变形缝口嵌缝膏;
6、遇水膨胀止水条;
7、结构砼.
四、施工总体安排
4.1施工准备
当天所需施工材料、设备经运送至地铁站台后,采用人工运送至施工现场。
4.2施工用水、用电
施工用水按业主指定的位置引至施工现场。利用现场的电源接口,用35mm2的铜芯胶质电线接到主控制开关上,再由主控制开关用35mm2的铜芯胶质电线每相距50米左右安装用电开关箱做为施工用电的主电源线,各施工机具和照明用电再从主电源箱接用,做到一个漏电保护开关控制一台用电器。
五、施工技术保证措施
5.1技术交底制度
(1)技术交底的目的是使施工管理人员和作业人员掌握施工方案、工艺要求、工程内容、技术标准、施工程序、质量标准、工期要求、安全措施等,做到心中有数,施工有据。
(2)工程开工前,由项目技术负责人根据施工方案、施工内容、技术要求向项目施工现场负责人及作业人员进行工程技术交底,并要求签字确认。其中技术交底应包含以下几点重要内容:
A.注浆应达到压力要求。
B.严格掌握注浆情况有无变化,避免出现漏浆等情况。
C.钻孔、灌浆施工均应按相关要求,做好原始数据记录,以便施工技术部能够及时进行技术分析。
5.2、施工技术文件、资料管理
(1)工程现场技术文件和资料,由项目部技术部门负责填写、整理、分类保管,并建立管理工作制度,以明确管理责任。
(2)施工过程中,随时收集、记录和整理各项施工资料,工程完工时,竣工文件也相应编写完成。
5.3、技术措施保证
(1)对各有关工序的作业人员,在施工前必须进行专业技能技术培训,并进行考核,合格后方可上岗。
(2)在施工过程中,要严格落实施工方案的具体要求,每一道工序完成后均应自检,自检合格后向现场业主代表报验,复验合格后方可进行下一道工序的施工。
六、质量保证措施
6.1、施工质量目标
项目施工过程中严格按照行业规程、规范中的质量要求,进行严格的质量管理和全面的质量控制,消除质量隐患,争创信誉工程和优质工程。具体保证措施如下:
(1)进一步健全和完善质量管理体系,用组织措施确保在该项目施工中,施工质量自检系统和质量监察系统到位。
(2)强化技术管理,要求全体参加人员详细了解本工程施工技术操作规范。施工技术要求组织施工,及时地与业主相关部门协同处理施工过程中的不可预见的突发技术问题,确保施工质量。
(3)采用标准化、规范化管理,严格控制每个施工工序的施工质量,把质量隐患消灭在施工过程的每个工序之中。
(4)施工设备需具有良好状态,并备份足够的易损零配件,以保证施工的连续、正常进行。
(5)施工过程中,如有异常情况,应立即向现场业主代表汇报,以便采取相应的应急处理措施。
6.2、质量保证措施
(1)建立健全安全生产保证体系,落实安全生产责任制。
(2)实行逐级安全技术交底制。由项目负责人组织有关人员进行详细的安全技术交底,凡参加安全技术交底的人员要履行签字手续,并保存资料。施工安全员对安全技术措施的执行情况,进行监督检查,并做好记录。
(3)对所有从事管理和生产人员,施工前进行全面的安全教育。
(4)高空作业要有切实可行的安全保证措施。做到按期、优质、安全、文明施工。
小结
对暗挖地铁隧道病害进行整治目的在于,从本质上结束病害对隧道结构安全的持续破坏,避免病害扩大化,保持隧道结构整体稳定性,并减少因隧道结构病害造成对运营设备的损坏。
参考文献
关键词:盾构施工;小间距隧道;盾构接收
中图分类号:U455文献标识码:A
0前言
城市轨道交通线路的选定受限于工程环境,由于受到特殊地质及地形条件、线路线型、建(构)筑物桩基、工程造价和车站结构形式等诸多因素的限制,并行隧道左右线间距不能保证达到相邻隧道施工相互扰动范围之外,成为小净距隧道。
《地铁设计规范》GB50157―2013[1]第11.1.12条规定:盾构法施工区间的并行隧道间的净距,不宜小于隧道外轮廓直径。当不能满足上述要求时,应结合隧道所处的工程地质、水文地质和环境条件、隧道间的相互关系、隧道孔径、施工方法等具体条件及隧道施工的先后次序,分析并行隧道的相互影响。
如何控制盾构隧道小净距施工时所引起的地层位移和对已建盾构隧道结构的影响,以确保并行隧道的安全,对于我国轨道交通建设和城市地下空间开发利用,具有十分重要的指导意义。
1工程概况
红树湾站~深湾站盾构区间线路出深湾站后,沿白石四路东行,最小平曲线半径R=650m,最小平曲线长度为171.856m。区间左线起讫里程ZCK1+111.669~ZCK1+503.450,长391.781m;区间右线起讫里程YCK1+111.601~YCK1+503.450,长391.849m。区间地面高程一般在4.0~5.0m之间,隧道埋深为16m~17.5m,隧道覆土厚度约10m~11.5m。区间中间设联络通道兼废水泵房一座。
区间以线间距13.6m出深湾站,最后以线间距7.613m到达红树湾站,其中隧道净距小于4m的约15m,为小间距隧道掘进。红树湾接收井隧道净距为1.62m,如图1所示。
图1接收井隧道平面图
2工程重难点
两隧道在盾构接收井间距为1.62m,小于并行隧道规定的净距(隧道外廓直径),属于小间距隧道。小间距隧道盾构施工本身难度不小,同时还需完成盾构接收工作,这是本段隧道工程的施工难点。右线盾构到达接收时,将对隧道之间的土体产生扰动,进而影响左线隧道。为了增强隧道间土体的抗压、抗剪能力,控制管片的变形、隧道的偏移等,须对左线隧道及盾构到达区进行加固。
3小间距接收施工措施
3.1端头加固
红树湾站接收端头采用双管旋喷桩进行加固,端头旋喷桩加固范围为4m全盾构范围+6m拱顶加固至淤泥层下2m范围。端头加固完成后,须进行取芯送检。根据检验报告得知加固效果符合设计要求。同时结合红深左线接收时,现场实际工况,加固效果良好,满足盾构接收条件。后附端头加固示意图、芯样图。
图2红树湾站到达端端头加固平面图
图3加固后钻孔取芯照片
3.2素砼隔离桩
因接收时为小间距隧道施工,故在端头加固基础上,在端头隧道净距小于4m范围加设φ800@900钻孔C30素砼隔离桩,用刚性材料将左、右线强制隔离,减少盾构接收时对已完隧道的扰动,确保隧道施工安全。隔离桩按照施工图纸要求施做完成。隔离桩桩位图见下图4。
图4隔离桩桩位图
3.3临时支撑钢架
根据我部以往小间距隧道施工工程经验,在端头加固和隔离桩两项措施基础上,我部为确保小间距隧道施工的顺利进行,借鉴联络通道施工时,在开挖面左右两环管片架设临时支撑钢架,减少对成型隧道的扰动和变形的构造措施,在红深右线隧道接收时,左线洞口5环加设3道临时支撑钢架,使管片均匀受力,减少右线接收时对左线成型隧道的扰动,减少隧道变形,确保隧道安全。临时支撑钢架示意见下图5、图6。钢支撑完成后若与管片存在间隙用木楔楔紧。确保临时钢支架均匀受力。
图5临时钢支架剖面图
图6钢支架加设俯视图
3.4管片背后二次注浆
在红深左线接收完成后我部安排注浆班组,对洞门和洞门后15环管片进行了2次注浆加固封闭,确保管片背后建筑空隙填充密实,减少右线接收时对成型隧道的扰动。
4小间距接收技术措施
4.1推进参数控制
(1)放慢推进速度
推进速度在距离接收15m左右时控制在20~40mm/min(主要是减少扰动,较少变形);当盾构距离接收井5m左右时推进速度控制在5~10mm/min;在磨地连墙的过程中,推进速度控制在5mm/min以内。
(2)同步注浆控制
在穿越小间距隧道施工段,须加强同步注浆管理,以提高隧道的前期、后期稳定性。根据地面、成型隧道沉降变形情况,拟每环的压浆量为建筑空隙的200%~250%,即每推进一环同步注浆量为3.3~4.2m3,注浆压力应控制在0.3MPa左右。
(3)盾构姿态控制
在确保盾构正面沉降控制良好的情况下,使盾构均衡匀速施工。盾构姿态变化不可过大,每环检查管片的超前量。推进时不急纠、不猛纠,确保盾尾间隙。
4.2刀盘正面土体改良
盾构在小间距隧道段推进时,为确保盾构正常出土,必要时可在盾构的刀盘正面压注膨润土或泡沫剂来改善开挖面土体的和易性,从而降低刀盘扭矩,保证盾构穿越时有均衡的推进速度,同时改良土仓内土体,有助于加固体碎块从螺旋机内顺利排出。加膨润土或泡沫剂时必须严格控制量和压力,避免土体在过多膨润土或泡沫剂量和较高的压力下形成定向贯通的介质裂缝,从而造成渗水通道,严重影响隧道的安全状况。
4.3盾构穿越小间距隧道后的工作
盾构接收后,必须对该区域段隧道进行二次补压浆。通过二次补压浆使隧道与加固区域的间隙得到及时补充,进一步确保地面沉降得到控制,尽早稳定成型隧道。
4.4施工监测
盾构穿越小间距隧道期间,监测是极其重要的一项工作。隧道轴线、地表沉降的测量工作必须严密控制。
(1)隧道轴线测量
盾构穿越桩基时,隧道轴线控制仍然是质量控制的重中之重,因此对隧道轴线的测量必须严格控制。盾构穿越小间距隧道区域时,刀盘将切削加固土体,刀盘正面受力不均,容易引起盾构推进轴线发生偏差,因此必须严格进行隧道轴线测量的施工步骤。同时根据实际穿越情况,提高盾构姿态测量频率,从而根据测量资料有效制定相应措施,确保盾构轴线与设计轴线相符。
(2)地表沉降监测
建立完善的监测网,对端头地表沉降,左线成型隧道偏移量进行实时监测,右线接收期间,除对右线洞门,结构侧墙进行实时监测外,对左线成型隧道偏移量也进行实时监控测量,现场接收指挥及时掌握地表沉降、洞门变形、隧道偏移等信息,准确下达掘进指令,及时进行跟踪注浆或补充注浆。
5结语
在隧道小间距施工及盾构接收段内,通过采取上述措施,保证了设计要求的各项技术指标,对左线隧道起到了很好的加固作用,保障了左线隧道及建筑群的安全。
基于以上对现场工作、施工相关措施的介绍,通过实践的检验,可以得出以下结论:
(1)在隧道小间距盾构接收的情况下分别对左线隧道及盾构到达区采取加固措施是必要的。
(2)通过对该段隧道轴线、地表沉降的监测和现场情况证明,采取加固措施后隧道的各项指标均能满足设计和实际的需要。
(3)从深圳地铁9号线9101标段深湾站到红树湾站区间的成功经验来看,只要措施合理,小间距并行隧道的盾构接收是可行的,能够为类似隧道的设计和施工提供可靠的依据。
关键词:隧道;安全事故;防范;技术;应急预案
Abstract:withtherapiddevelopmentofnationalinfrastructureandscaleexpandsunceasingly,inrecentyearsalloverthecountryrailway,lightrail,magneticlevitationrailway,highway,urbanhighwayconstructionreachedaclimax.Thetunnelconstructionistherail,lightrail,highwayconstructionimportantonelinkintheconstruction.Butatthesametime,thetunnelconstructionsafetysituationisincreasinglyserious,thetunnelbecomethesceneoffrequentoccurrenceofsafetyaccidents,greatlyaffectedtheprojectprogressandquality,alsoposesathreattothesafetyofconstructionpersonnel.Sothetunnelconstructionsafetycontrolworkisofgreatsignificance.Atfirst,thispaperanalyzesthetypesandgenesisoftunnelconstructionsafetyaccident,finallyfromthreeaspectsdiscussesthewaysandmethodsofthetunnelconstructionsafetyaccident.
Keywords:tunnel;Safetyaccidents;Prevention;Technology;Contingencyplans
中图分类号:U455.1文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
隧道施工安全事故的类型及成因
(一)安全事故的类型
根据对近几年发生的25起安全事故分析,隧道塌方事故最多,有16起;其次是突水突泥事故,有3起;另有洞内火灾和火工品爆炸事故各2起;其他事故2起。各种灾害事故所占的比例如下图所示。
图隧道灾害事故种类比例示意
(二)隧道施工安全事故发生的原因
1、开挖过程中突发地质灾害
主要是在施工过程中,隧道施工工作面前方或开挖轮廓外侧的特大岩溶溶腔突然压溃腔壁,造成突水突泥地质灾害。这种灾害发生突然,造成作业人员伤亡最多、经济损失最大。
隧道施工过程中发生安全事故
(1)对围岩稳定性判释不准,设计支护措施偏弱
大部分发生塌方的隧道,是由于在勘测设计阶段对影响围岩稳定性的工程地质情况认识不足,而在施工过程中又没及时地进行变更设计,致使采用的支护措施偏弱,稍有不慎,就会发生大规模的塌方。
(2)施工方法不当
施工工法选择不当或未严格按照施工工法的要求施做;施工工序不到位,如有的隧道开挖后不及时初喷混凝土,钢拱架错位、扭曲,接头螺栓连不上、锚杆数量不够,地质条件变化施工方法和支护措施未及时改进;支护、封闭不及时、衬砌不跟进;爆破设计不能随地质变化及时调整,超欠挖严重;监控量测施做不规范、信息反馈不及时等。
安全管理体系运行不良
建设单位督促检查各方落实建立安全生产责任制和安全生产管理体系不能长效;施工、监理单位建立的安全自控和监控体系运行不良;未能建立和运行安全风险评估机制,风险源管理不严格;建设单位对安全防范重点审批把关不严,缺乏对重点安全部位进行专项检查,发现隐患处理不及时;设计单位对采用新技术、新工艺、新材料、安全控制点技术要求和交底不深不细;监理单位对安全敏感部位旁站监理不够;施工单位对安全投入、防护、交底培训不足,落实施工安全的主体责任意识不强等。
隧道自身特点的原因
随着隧道设计与施工技术的发展,近年来出现了一些长、大、宽的公用设施隧道、地下通道和地铁隧道。这类隧道的建设周期长,隧道内铺设的施工电缆和高压风水管路多,因此,触电伤亡事故和由于压风水管路接头脱落而击伤施工人员的事故也时有发生,必须引起足够的重视。
隧道施工安全的防范措施
(一)加强地质选线工作
随着国内铁路建设的全面推进导致勘察设计等前期工作呈现时间紧、任务重、标准高、规模大的不利局面,设计方为了短期内完成设计任务而将勘察和设计同步进行,往往出现对方案研究不够、地质认识不清,航测、遥感、物探辅以必要的地质钻孔验证等综合勘探手段不足,造成对区域地质影响辨别不清,而在定测及初步设计阶段方案优化不到位而不能满足铁路施工相关规范要求,线路方案不能结合地形地物情况、路基工程情况以及钻探后的不良地质情况及时调整线路方案,同时以施工措施和投资等措施来弥补线路方案的不足导致工程投资增加,但风险增大。
因此应必须保证勘察设计的合理周期,严禁人为的压缩设计周期,建设单位应提前介入以充分发挥其主导作用,并积极协调各方关系,确保线路方案的合理性。
(二)提高隧道安全施工管理水平
1、制度措施
(1)自施工开始至结束均应树立质量、安全就是效益的安全文化思想,充分认识到安全工作的艰巨性、持久性、多样性和紧迫性的特点,并结合工程实际特点不失时机的在员工内部开展安全教育。
(2)企业内部应制定各级各岗位的安全责任制,并强制各相关人员遵守执行,并应设置安全机构、配备专职安全管理人员,并在日常工作中实施定期检查和非定期检查,将检查结果及时填报在安全统计报表内便于随时分析安全动态,从而提高企业的安全管理水平。
(3)应通过对施工现场实施安全监督以及时发现施工中存在的违反安全规定、危及安全工点部位及时改正,必要时应进行停工整顿。
(4)应通过建立完善的交接班制度并认真执行,在交接班过程中上班人员应将该班的工作情况及存在的安全问题向下班人员交代,并将其记录于胶结记录表内以便于管理人员进行检查。
(5)结合设计要求及施工方案并通过网络技术来编制可行的施工组织设计,在后期施工过程中应对施工进展和组织设计实施情况进行经常性分析,并通过结合施工现场情况对安全技术措施进行落实。
2、技术措施
(1)在施工过程中应优先考虑全断面或少部分开挖的措施来减少隧道内施工工序间的干扰,并应尽量采用新的施工工艺和施工方法以保证施工安全,对于水文地质条件较好条件较好的区域应优先采用掘进机法施工。
(2)采用钻爆施工则应根据地质条件以及施工参数合理选用爆破材料和出渣能力等因素综合考虑,并应尽量减少对围堰的扰动和超欠挖数量。
(3)若隧道施工穿越瓦斯地层或围岩破碎以及节理发育时则应预先采取有效的瓦斯探测方法便于随时监测瓦斯浓度,并采用防暴安全型机械设备以控制瓦斯爆炸事故。
(5)对不良地质段隧道施工应在超前支护的保护下进行,开挖后应及时喷射混凝土以封闭岩面,在分布开挖过程中应保证初期支护尽快封闭成环,并应保证台阶长度不超过1倍洞径,待封闭初期支护后应尽快进行仰拱和填充的施工。
(6)加强设备投入,提高机械化施工作业水平,减少劳动力的使用。可购买高效率的超前钻机,超前探明地质;超前支护的管棚和爆破钻孔可采用钻孔台车打眼;锚杆施工采用锚杆作业台车,安装钢拱架,使用钢拱架架设机,喷射混凝土采用混凝土喷射“机器人”,仰拱施工采用仰拱防干扰作业栈桥。这些措施可大大提高隧道机械化施工作业水平,提高作业效率,改善洞内的作业条件,减少劳动力的使用,可有效消除很多安全隐患。
3、安全防护措施
(1)所有进洞人员必须佩带安全帽,电焊工、喷射手、风、注浆手等特种作业人员按规定带好防护用品。
(2)在生活区、停车场、材料库、油料库等建筑设置避雷设施,并特别注意防火安全,配备足够数量的消灭器具、消防水管和消防栓等,以备急需。
(3)对于爆破器材的购买、运输、入库、发放、使用、退还、销毁和保管建立严密的专项制度。定期进行帐物核对,严禁爆破器材的流失。存放易燃、易爆器材的料库,必须经公安部门批准并符合有关规定。切实做好防盗、防爆工作。
(4)施工现场做好防排水系统,防止汛期发生洪灾。
4、组织措施
要组织安全知识培训,根据工程的特点,对各项作业的安全保证措施,各种防灾应急预案和防灾报警、疏散系统的有关要求,逃生、救生装备的使用、安全作业指导书等内容,都要组织安全培训,使参加施工的所有人员都能了解和熟练应用这些安全知识。
(三)建立隧道施工安全事故应急预案
应结合风险管理理论对地下工程的风险管理水平及重大安全事故的预测预报及防治技术进行研究,通过对隧道内的危险因素进行科学预测、评价和控制在施工前则制定出相应的应急预案,施工中若发现隧道内出现险情则应立即在相应部位设置明显标志并派专人看守,之后应迅速向施工管理人员汇报,便于及时结合应急方案采取应急处理措施,若情况严重则应立即将工作人员撤离出危险地段。
对发生的安全事故应迅速做出反应,并按照报告安全事故-处理事故、抢救伤员-排除险情以防止事故蔓延扩大,并做好标示,保护好现场-安全事故处理、
对事故责任者进行处理-编写调查报告并按期上报。
结语
综上,在隧道施工中易发生各类安全事故,事故的发生大大损害了工程的效益,也对施工人员的人身安全构成了极大的威胁。为确保隧道施工安全,保证工程质量,设计、建设以
及施工等各方人员应加强相互沟通和协作,并深入做好地质勘察工作,选用合理的施工方法,并坚持标准化管理,强化施工现场作业安全控制,做好应急预案,确保安全施工,减少安全事故的发生。
参考文献
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